CN106753680A - 一种燃煤脱硝添加剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种燃煤脱硝添加剂及其制备方法,燃煤脱硝添加剂,由还原剂和催化剂构成,还原剂为毫米级1mm‑5mm焦炭颗粒;催化剂成分及各成分的质量百分比是:白云鄂博稀土尾矿:85%‑95%、羧甲基纤维素钠:1%‑6%、聚乙烯醇:2%‑6%、十二烷基苯磺酸钠:1%‑5%;催化剂饱和附着在还原剂上。制备方法采用泡沫浸渍法。其优点是:脱硝效率高、安全环保、可回收重复利用、即使接触人体也不会造成伤害,且对燃烧设备要求简单,制备方法简单,成本低。
Description
技术领域
本发明涉及一种燃煤脱硝添加剂及其制备方法,特别是对高氮煤,燃煤过程中不但能脱硝,切添加剂无毒、环保、可回收重复利用的添加剂制造方法,属于燃煤脱硝领域。
背景技术
我国的能源主要是以煤炭为主,数据显示,2011年我国的煤炭消费量占到全球煤炭总消费量的46.2%,是世界第一消费大国。但是由于我国的人口压力,我国煤炭人均可采储量仅为世界的三分之二。煤炭在我国涉及到各个领域,如发电、冶金、化工等方面均使用燃煤来提供动力。
近年来雾霾深深的影响着人们的生活质量,在我国大部分地区都会出现雾霾的状况,而煤炭是我国大气污染的根本原因,由环保部网站发布的《2011年中国环境状况公报》显示,当年在2404.3万吨氮氧化物排放总量中,仅来自工业燃煤排放就为1729.5万吨。因此提高燃煤效率,净化燃煤烟气已经迫在眉睫。
目前国内外大部分燃煤添加剂都是往炉内喷洒氨水等添加剂,氨水挥发生成氨气,氨气为有毒气体,因此对设备要求非常高,造价同样也会非常昂贵,并且不可回收,直接排放会造成二次污染。
发明内容
本发明的目的在于克服以上缺点,提供一种脱硝效率高、安全环保、可回收重复利用、即使接触人体也不会造成伤害,且对燃烧设备要求简单的燃煤脱硝添加剂及其制备方法。
本发明的技术方案如下:
一种燃煤脱硝添加剂,由还原剂和催化剂构成,还原剂为毫米级1mm-5mm焦炭颗粒;催化剂成分及各成分的质量百分比是:白云鄂博稀土尾矿:85%-95%、羧甲基纤维素钠:1%-6%、聚乙烯醇:2%-6%、十二烷基苯磺酸钠:1%-5%;催化剂饱和附着在还原剂上。
所述白云鄂博稀土尾矿的质量百分比成分满足:CaO:ω≥15%;Fe2O3:ω≥8%;TiO2:ω≥0.3%;La2O3:ω≥0.5%;CeO2:ω≥1%;ZrO:ω≥0.3%;Nd2O3:ω≥1%。
本发明还提供了上述燃煤脱硝添加剂的制备方法,步骤如下:
a、将组成催化剂的各质量百分比组成物质:白云鄂博稀土尾矿60%-70%、羧甲基纤维素钠1%-4%、聚乙烯醇3%-5%、十二烷基苯磺酸钠1%-3%,混合后加入球磨机进行2-4小时至d90<45μm,倒入密闭搅拌容器,再加入质量百分比25%-35%的去离子水搅拌使之均匀混合成悬浊液;
b、将毫米级1mm-5mm焦炭颗粒,焦炭质量与悬浊液质量比为1:3,浸渍到悬浊液,利用焦炭的多孔性,吸收1-2小时后,放到烘干箱内干燥12小时,干燥温度为60℃;
c、将浸渍悬浊液的焦炭颗粒在真空环境下烧结,烧结温度设定为300℃,升温速度为1℃每分钟,在300℃保持1-2小时,烧结后取出。
本发明提供的燃煤脱硝添加剂及其制备方法,具有如下优点:
1、燃煤脱硝添加剂同时具有助燃、脱硝等功能。
a、助燃方面:添加剂中的焦炭本身可以燃烧,且添加剂是多孔介质可以作为氧的载体,通过不断还原和氧化反应,为挥发分及固定碳的燃烧提供活性氧,从而使燃烧更加充分。
b、脱硝方面:白云鄂博稀土尾矿中含有氧化镧、氧化铈等稀土成分,对焦炭还原氮氧化物具有催化作用,本发明是多孔颗粒形态,因此能充分的与烟气混合进行氧化还原反应。
2、燃煤脱硝添加剂同时具有安全环保、无毒并且可以回收重复利用。稀土尾矿属于天然矿物,重金属含量小,对人体无害。并且由于稀土尾矿作为催化剂,可从煤渣中回收重复利用。
3、制备方法简单,成本低。利用泡沫浸渍法制备添加剂,操作步骤简单,适合大批量生产,且制备出的添加剂具有机械强度高,孔隙率大等特点。
具体实施方式
以下结合实例对本发明技术方案做进一步详细的描述,但本发明的实施方式不限于此。
一种燃煤脱硝添加剂还原剂和催化剂构成,还原剂为毫米级1mm-5mm焦炭颗粒;催化剂成分及各成分的质量百分比是:白云鄂博稀土尾矿:85%-95%、羧甲基纤维素钠:1%-6%、聚乙烯醇:2%-6%、十二烷基苯磺酸钠:1%-5%;催化剂饱和附着在还原剂上。其中白云鄂博稀土尾矿的主要成分质量百分比为:
其余质量百分比23.051%为不可分离杂质。
实例1:
a、将组成催化剂的各质量百分比组成物质:白云鄂博稀土尾矿63%、羧甲基纤维素钠1%、聚乙烯醇3%、十二烷基苯磺酸钠1%,混合后加入球磨机进行2小时至d90<45μm,倒入密闭搅拌容器,再加入质量百分比32%的去离子水搅拌使之均匀混合成悬浊液;
b、将3mm焦炭颗粒,焦炭质量与悬浊液质量比为1:3,浸渍到悬浊液中,利用焦炭的多孔性,吸收1小时后,放到烘干箱内干燥12小时,干燥温度为60℃;
c、将浸渍后的焦炭颗粒在真空环境下烧结,烧结温度设定为300℃,升温速度为1℃每分钟。300℃保持2小时,烧结后取出。
实例2:
a、将组成催化剂的各质量百分比组成物质:白云鄂博稀土尾矿65%、羧甲基纤维素钠1%、聚乙烯醇3%、十二烷基苯磺酸钠1%,混合后加入球磨机进行2小时至d90<38μm,倒入密闭搅拌容器,再加入占添加剂质量百分比为30%的去离子水搅拌使之均匀混合成悬浊液;
b、将2mm焦炭颗粒,焦炭质量与悬浊液质量比为1:3,浸渍到悬浊液中,利用焦炭的多孔性,吸收1.5小时后,放到烘干箱内干燥12小时,干燥温度为60℃;
c、将浸渍后的焦炭颗粒在真空环境下烧结,烧结温度设定为300℃,升温速度为1℃每分钟。300℃保持2小时,烧结后取出。
实例3
a、将组成催化剂的各质量百分比组成物质:白云鄂博稀土尾矿65%、羧甲基纤维素钠2%、聚乙烯醇2%、十二烷基苯磺酸钠1%,混合后加入球磨机进行3小时至d90<45μm,倒入密闭搅拌容器,再加入占添加剂质量百分比为30%的去离子水搅拌使之均匀混合成悬浊液;
b、将3mm焦炭颗粒,焦炭质量与悬浊液质量比为1:3,浸渍到悬浊液中,利用焦炭的多孔性,吸收2小时后,放到烘干箱内干燥12小时,干燥温度为60℃;
c、将浸渍后的焦炭颗粒在真空环境下烧结,烧结温度设定为300℃,升温速度为1℃每分钟。300℃保持1.5小时,烧结后取出。
实例4
a、将组成催化剂的各质量百分比组成物质:白云鄂博稀土尾矿61%、羧甲基纤维素钠1%、聚乙烯醇5%、十二烷基苯磺酸钠1%,混合后加入球磨机进行3.5小时至d90<45μm,倒入密闭搅拌容器,再加入占添加剂质量百分比为31%的去离子水搅拌使之均匀混合成悬浊液;
b、将4mm焦炭颗粒,焦炭质量与悬浊液质量比为1:3,浸渍到悬浊液中,利用焦炭的多孔性,吸收1小时后,放到烘干箱内干燥12小时,干燥温度为60℃;
c、将浸渍后的焦炭颗粒在真空环境下烧结,烧结温度设定为300℃,升温速度为1℃每分钟。300℃保持1小时,烧结后取出。
实例5
a、将组成催化剂的各质量百分比组成物质:白云鄂博稀土尾矿60%、羧甲基纤维素钠2%、聚乙烯醇5%、十二烷基苯磺酸钠2%,混合后加入球磨机进行2小时至d90<45μm,倒入密闭搅拌容器,再加入占添加剂质量百分比为31%的去离子水搅拌使之均匀混合成悬浊液;
b、将5mm焦炭颗粒,焦炭质量与悬浊液质量比为1:3,浸渍到悬浊液中,利用焦炭的多孔性,吸收1小时后,放到烘干箱内干燥12小时,干燥温度为60℃;
c、将浸渍后的焦炭颗粒在真空环境下烧结,烧结温度设定为300℃,升温速度为1℃每分钟。300℃保持2小时,烧结后取出。
将本发明实例1-5所制备的燃煤脱硝添加剂,按照煤重量的千分之五从燃煤设备的看火孔加入,使添加剂均匀的进入燃煤设备与煤粉充分混合,添加剂直接进入燃煤设备而不经过磨煤机,更为安全有效。
Claims (3)
1.一种燃煤脱硝添加剂,其特征是:由还原剂和催化剂构成,还原剂为毫米级1mm-5mm焦炭颗粒;催化剂成分及各成分的质量百分比是:白云鄂博稀土尾矿:85%-95%、羧甲基纤维素钠:1%-6%、聚乙烯醇:2%-6%、十二烷基苯磺酸钠:1%-5%;催化剂饱和附着在还原剂上。
2.根据权利要求1所述的燃煤脱硝添加剂,其特征是:所述白云鄂博稀土尾矿的质量百分比成分满足:CaO:ω≥15%;Fe2O3:ω≥8%;TiO2:ω≥0.3%;La2O3:ω≥0.5%;CeO2:ω≥1%;ZrO:ω≥0.3%;Nd2O3:ω≥1%。
3.一种根据权利要求1所述的燃煤脱硝添加剂的制备方法,其特征是:
a、将组成催化剂的各质量百分比组成物质:白云鄂博稀土尾矿60%-70%、羧甲基纤维素钠1%-4%、聚乙烯醇3%-5%、十二烷基苯磺酸钠1%-3%,混合后加入球磨机进行2-4小时至d90<45μm,倒入密闭搅拌容器,再加入质量百分比25%-35%的去离子水搅拌使之均匀混合成悬浊液;
b、将毫米级1mm-5mm焦炭颗粒,焦炭质量与悬浊液质量比为1:3,浸渍到悬浊液,利用焦炭的多孔性,吸收1-2小时后,放到烘干箱内干燥12小时,干燥温度为60℃;
c、将浸渍悬浊液的焦炭颗粒在真空环境下烧结,烧结温度设定为300℃,升温速度为1℃每分钟,在300℃保持1-2小时,烧结后取出。
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